[发明专利]核燃料元件的至少一种技术不定性因子的确定方法,相应核燃料元件的设计方法、制造方法和检查方法

说明书

技术领域

本发明涉及技术不定性(incertitude technologique)因子(facteur)的确定方法。

本发明例如适用于但不只是适用于轻水反应堆例如加压水反应堆中使用的核燃料。

背景技术

这些反应堆中使用的核燃料按燃料块的形式包装。

这些燃料块布置在包壳中，以形成核燃料棒，其重新组合到燃料组合件中。这些燃料组合件用于装填到核反应堆的堆芯中。

为了制造核燃料块，就制造参数(param ètres de fabrication)而言，要固定标称值(valeurs nominales)和个体公差(tol érancesindividuelles)。在制造的燃料块中，这些制造参数的实际数值相对于标称值必然从一燃料块到另一燃料块发生变化(variation)，对于每个燃料块来说，必须遵循选用的制造公差。

燃料块的设计要符合成为整个核工业的特征的强制性安全规范。

在该范围中，涉及到有效地使用可裂变物质，并规定厂家遵守相关的技术要求(cahier des charges)，给经营者提供灵活的工作条件。

为达成这些目标，需要详尽了解核燃料的性能和变化情况的控制，这在相对于制造参数的标称值进行制造时是必要的。

特征化核燃料块的非常大量的参数不可以在安全性研究中直接考虑它们。

因此，用于安全性研究的中子计算(calculs neutroniques)使用 标称值进行，并且，相对于这些数值的变化用增值系数(coefficient)计算，所述增值系数称为技术不定性因子，其应用于中子计算的结果。

尤其是使用用于热点(point chaud)单位长度功率(puissancelinéique)的技术不定性因子F_Q^E，其定义将在后面述及。

对于特定的核反应堆来说，堆芯的安全性要求最热的燃料棒的单位长度功率(功率尖峰)时时刻刻小于由反应堆的安全系数确定的极限值。因此，应当确保最热的燃料棒的单位长度功率小于该极限值，所述单位长度功率用其标称值制造参数计算，并由系数F_Q^E增加。

此前。进行系数F_Q^E的计算按逐个制造参数地进行，并考虑到使单位长度功率最大化的容许值，但补偿现象依然存在。此外，计算的不定性是：不可能比较不同的变化。

为了更好地评估不定性，从而使核燃料生产厂家或反应堆经营者具有灵活性，或者使应力松弛，以提高核燃料的性能，提出根据经典广义干扰理论(TPCG)计算制造中变化的随机特性。

系数F_Q^E的确定方法例如在CIaude Bernard-Lyon I大学GuyWILLERMOZ于1994年9月28日向考试委员会递交的博士论文的学术论文中述及，该学术论文标题为“核燃料制造中杂质(hétérogénéité)的中子撞击的随机性的研究”。

该方法可量化每个制造参数对核反应堆堆芯状态的影响。其通过以混合氧化物混合物(MOX)为基料的燃料中制造参数变化的分析加以调整。

为此，概率规律与燃料块制造参数的不同变化相结合。由于制造参数的相关规律通过统计分析来评估，因此，通过波耳兹曼方程(équationde Boltzmann)研究其对点功率(puissances ponctuelles)规律的影响。

随机泰勒展开(développement de Taylor stochastique)已经使用，在多参数范围内的灵敏度系数的计算已经借助于经典广义干扰理论(TPCG)加以确保。

因此，在现有技术的该方法中，考虑制造参数的个体变化(variations individuelles)，即逐个燃料块的个体变化，使之乘以灵敏度系数，灵敏度系数定性为微观灵敏度系数，因为它们仅涉及个体变化。被 考虑的个体变化可以是燃料块必须独立地遵循的公差。

技术不定性因子F_Q^E的这种确定方法合乎要求。

但是，需要进一步改进技术不定性因子F_Q^E的确定法，从而可增大核燃料生产厂家或核反应堆经营者的灵活性。

发明内容